光电期末复习题

选择题：1.当黑体的温度升高时，其峰值光谱辐射出射度所对应的波长的移动方向为（A）A.向短波方向移动B.向长波方向移动C.不移动D.均有可能2.2．已知某He-Ne激光器的输出功率为8mW，正常人眼的明视觉和暗视觉最大光谱光是效能分别为683lm/W和1725lm/W，人眼明视觉光谱光视效率为0.24，则该激光器发出的光通量为（D）A.3.31lxB.1.31lxC.3.31lmD.1.31lm3.3.已知某辐射源发出的功率为1W，该波长对应的光谱光视效率为0.5，则该辐射源辐射的光通量为（B）A683lmB341.5lmC1276lmD638lm4.某半导体光电器件的长波限为13um，其杂质电离能iEΔ为（B）A.J095.0B.eV095.0C.J4105.9×D.eV4105.9×5.光电发射材料CsSbK2的光电发射长波限为680nm，该光电发射材料的光电发射阈值的大小为（D）A.J31082.1×B.eV31082.1×C.J82.1D.eV83.16.若要检测脉宽为10-7s的光脉冲，应选用（A）为光电变换器件。A.PIN型光电二极管B.3DU型光电三极管C.PN结型光电二极管D.硅光电池7.用光电法测量某高速转轴的转速时，最好选用（D）为光电接收器件。A.PMTB.CdS光敏电阻C.2CR42硅光电池D.3DU型光电三极管8.硅光电池在（D）偏置时，其光电流与入射辐射量有良好的线性关系，且动态范围较大。A.恒流B.自偏置C.零伏偏置D.反向偏置9.4.硅光电池在（B）情况下有最大的输出功率。A.开路B.自偏置C.零伏偏置D.反向偏置10.通常光伏探测器的扩散时间为（A）A．10-9sB.10-10sC.10-11sD.10-12s11.通常光伏探测器的漂移时间为（C）A．10-9sB.10-10sC.10-11sD.10-12s12.硅光电池的最高截止频率通常为（B）A．几千赫兹B.几万赫兹C.几十万赫兹D.几百万赫兹13.硅光电池的受光面的输出多做成梳齿状或E字形电极，其目的是（B）。A．增大内电阻B.减小内电阻C.简化制作工艺D.约定俗成14.硅光电三极管偏置电压为零，现在逐渐增强其光照度，则此时光电三极管集电极电流的变化为（D）。A电流不断增大B.电流逐渐减小C.电流逐渐增大，到一定程度后趋于稳定D电流大小始终为零15.为了提高光电二极管短波段波长的光谱响应，下面可以采取的措施是（D）。A.增强短波波长光谱的光照强度B.增强长波波长光谱的光照强度C.增加PN节厚度D.减薄PN节厚度16.用光电法测量某高速转轴（15000r/min）的转速时，最好选用（D）为光电接收器件。A.PMTB.CdS光敏电阻C.2CR42硅光电池D.3DU型光电三极管17..若要检测脉宽为s710−的光脉冲，应选用（A）为光电变换器件。A.PIN型光电二极管B.3DU型光电三极管C.PN结型光电二极管D.211CR硅光电池18.硅光电池在（D）偏置时，其光电流与入射辐射通量有良好的线性关系，且动态范围较大。A.恒流B.自偏置C.零伏偏置D.反向偏置19..硅光电池在（B）情况下有最大的电流输出。A.开路B.自偏置C.零伏偏置D.反向偏置20.．光伏器件的自偏置电路主要用于（B）器件A.光电三极管B.光电池C.PSD位置传感器D.象探测器21.下列光电器件中可以作为继电器的是（B）A.色敏器件B.光耦合器C.PSDD.象探测器22.下列光电器件中可以精确测量位置的是（C）A.色敏器件B.光耦合器C.PSDD.象探测器判断题1.比探测率是一个与工作频率、测量带宽无关的常数。（错）2.探测率是一个反映探测器探测能力的物理量，探测率越大，说明探测器的探测能力越强。（对）3.噪声等效功率是信噪比为1时，入射到探测器上的信号辐射通量。（对）4.1/f噪声是一种低频噪声，几乎所有探测器中都存在这种噪声。（对）5.量子效率是在特定波长下单位时间内产生的平均光电子数与入射光子数之比。（对）6.若金属溢出功为W，则长波限为1.24/W(nm).(错)7.光通量的单位是坎德拉。(错)8.辐射通量与光通量的单位是相同的。(错)9.朗伯辐射体的辐射出射度等于他的辐射亮度。（错）10.被照明物体表面的辐射照度和光源与物体表面的距离平方成反比。（对）11.辐射出射度Me与辐射照度Ee的定义式都是：某点处面元的辐通量edΦ除以改面元的面积dA的商，所以这两个物理量是具有相同的概念。（错）12.发光方式主要有电致发光，光致发光，化学发光和热发光。（对）13.发光强度的单位是坎德拉（cd）,其定义为：在给定方向上能发射Hz1210540×的单色辐射源，在此方向上的辐强度为（1/683）W/sr，其发光强度定义为1cd。（对）14.在对具有一定量度和颜色的非黑体辐射体的温度标测中，亮温度与实际温度的偏差最小，色温度次之，辐射温度与实际温度的偏差最大。（错）15.波长长于本征吸收的光波长波限的入射辐射能使器件产生本征吸收，改变本征半导体的导电特性。（错）16.杂志吸收的长波限总要长于本征吸收的长波限。（对）17.可以引起光电效应的光吸收包括本征吸收，杂质吸收，激子吸收，自由载流子吸收和晶格吸收。（错）18.在弱辐射作用的情况下，半导体的光电导效应与入射辐射通量的关系是线性的。（对）19.光生伏特效应能将光能转换成电能。（对）外光电效应是半导体光电器件、真空光电倍增管、摄像管、变像管和像增强器的核心技术。（错）20.由于电子的迁移率比空穴大，因此通常用P型材料制成光电导器件。（错）21.本征光电导器件的长波限可以达到130um。（错）22.弱辐射情况下，本征光电导与入射辐射通量成正比。（对）23.材料确定后，光敏电阻的光照指数是一个常数。（错）24.前历效应是指光电导探测器的时间特性与工作前历史有关的一种现象。（对）25..光电导器件的时间响应都较小，适合于探测窄脉冲光信号。（错）26.当光电导器件接收交变调制光时，随调制光频率的增加，其输出会减小。（对）27.光敏电阻光谱特性的峰值波长，低温时向短波方向移动。（错）28.光敏电阻光敏面做成蛇形状，有利于提高灵敏度。（对）29..光敏电阻的恒压偏置电路比恒流偏置电路的电压灵敏度要高一些。（错）30.光电导器件在方波辐射的作用下，其上升时间大于小将时间。（错）31.在测量某光电导器件的γ值时，背景光照越强，其γ值越小。（对）32.光敏电阻在恒压偏置电路比恒流偏置电路的电压灵敏度要高一些。（错）33.光敏电阻的阻值与环境温度有关，温度升高光敏电阻的阻值也随之升高。（对）光敏电阻的前例效应是由于被光照过后所产生的光生电子与空穴的复合而需要很长的时间，而且，随着复合的进行，光生电子与空穴的浓度与复合机率不断减小，使得光敏电阻恢复被照前的阻值需要很长时间这一特性的描述。（错）34.光伏探测器的暗电流是一个确定的常数。（错）35.光伏器件外加反向偏压时，暗电流随反向偏压的增加有所增大，最后趋近于反向饱和电流。（对）36.自偏压是指光伏探测器的输出电流流过外电路负载电阻产生的压降就是他自身的正向偏压。（对）37.光电池的主要用途为太阳能光电池和测量光电池。（对）38.雪崩光电二极管的最佳工作点在接近雪崩击穿点附近。（对）39..硅光电池需要加偏压才能把光能转换成电能。（错）40.光电池通常工作在自偏置状态，用作弱光信号的线性测量或强光信号的存在探测。（对）41..光伏效应对光的吸收主要为非本征吸收。（错）42.用双结光电二极管作颜色测量时，可以测出其中两个硅光电二极管的短路电流比的对数值与入射光波长的关系。（对）43..PSD是利用位置离子注入技术制成的一种对入射到光敏面上的光点位置敏感的光电器件。（对）44.负电子亲和势光电阴极是真空能级在导带之下，从而使有效的电子亲和势为负值。（对）45.NEA材料的量子效率比常规光电子阴极材料高很多。（对）46.3.光电倍增极在使用过程中队入射光没有特殊要求。（错）47.测量阳极灵敏度时，入射到阴极上的光通量大约在10-5~10-2lm。（错）48.光电倍增管分压电阻通常要求流过电阻链的电流比阳极最大电流大10倍以上。（对）49.光电倍增管的电流增益通常不超过105。（错）50.光电倍增管增益定义为阳极电流与阴极电流之比，或阳极灵敏度与阴极灵敏度之比。（对）计算题1．某输出功率为6mW的氦氖激光器，发出波长为0.6328μm的光束，均匀地投射到0.8cm2的白色屏幕上。已知屏幕的反射系数为0.96，设光速C=3×108m/s，普朗克常数h=6.626×10-34j·s，氦氖激光的视见函数V(6328)=0.268，试求：（1）幕的光照度为多少lx？（2）幕的反射出射度为多少lx？（3）幕每秒钟接收多少个光子？2．在距离标准钨丝灯2m远处放置一个照度计探头，已知探头的光敏面积为0.5cm2，若照度计测得的最大照度为100(lx)，标准钨丝灯的发光效率是17.4lm/w试求标准钨丝灯在该方向的发光强度为多少？2、所发出的光通量为多少？3、它所发出的辐射通量又为多少？3．本征半导体材料Ge在295K下其禁带宽度Eg＝0.67(eV)，现将其掺入杂质Hg，锗掺入汞后其成为电离能Ei＝0.09（eV）的非本征半导体。试计算本征半导体锗和非本征半导体锗掺汞所制成的光电器件的截至波长.4．已知从铝金属逸出一个电子至少需要A=4.2eV的能量，若用可见光投射到铝的表面，能否产生光电效应？为什么？画出铝的能带图。5．室温300k时，硅光电池（光敏面积5mmx5mm）在辐照度为100mw/cm2时的开路电压为Voc＝550mV，短路电流Isc＝6mA，试求：（1）辐照度降低到50mW/cm2时的开路电压Voc和短路电流Isc（2）将硅光电池安装在偏置电路中，测得输出电压Uo＝1V，求光敏面上的辐射通量和辐射照度。6．利用2CU1光电二极管和3DG40三极管构成如下图所示的探测电路。已知光电二极管的电流灵敏度Si＝0.4uA/uW,其暗电流小于0.2uA,三极管3DG60C的电流放大倍数50，最高入射辐射功率为400uW时的拐点电压VM=10V。1)求获得最大电压输出时的Re值。2)若入射辐射功率由400uW减少到350uw时，输出电压变化量为多少？7．光电倍增管的阳极灵敏度为100A/lm,阴极灵敏度为2uA/lm,要求阳极的输出电流限制在100uA范围内，求允许的最大入射光通量。8．光电倍增管GDB44F的阴极光照灵敏度为0.5uA/lm,阳极的光照灵敏度是50A/lm,要求长期使用时阳极允许电流限制在2uA以内，求：1）阴极面上允许的最大光通量2）阳极电阻为75KΩ时，最大输出电压3）若已知光电倍增管为12级，二次电子发射系数σ＝0.2（UDD）0.7，计算它的供电电压。4）当输出信号的稳定度为1％时，求高压电源电压的稳定度。9．在如图所示的电路中，已知Re=3.3kΩ，UW=4V，Ubb=12V；光敏电阻为RP，当光照度为30lx时输出电压为6V，80lx时为9V。（设该光敏电阻在30到100lx之间的γ值不变）试求：输出电压为8V时的照度为多少lx？10．在如图所示的恒压偏置电路中，已知DW为2CW12型稳压二极管，其稳定电压值为6V，设Rb=1kΩ，RC=510Ω,三极管的电流放大倍率不小于80，电源电压Ubb=12V，当CdS光敏电阻光敏面上的照度为100lx时恒压偏置电路的输出电压为10V,照度为300lx时输出电压为8V,1)试计算输出电压为9V时的照度（设光敏电阻在100~500lx间的γ值不变）为多少lx？2)照度到500lx时的输出电压为多少？